空间分析及其应用简介.pdf

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1、¾基金资助项目：¾国家高技术研究发展计划项目--异源时空数据中复杂关联规则挖掘研究（2008AA12Z201）；徐爱萍2010-11-6目目录录¾1空间分析概述¾2.ArcGIS9空间分析模块和功能¾3空间分析的基本内容ò3.1栅格数据分析ò3.2矢量数据分析ò3.3三维空间分析ò3.4空间统计分析¾4课后作业11空空间间分分析析概概述述¾地理信息技术的出现，促进了地理分析方法的发展和应用，开创了地理学研究的崭新时代。与人类活动密切相关的各种信息大多是空间信息或地理信息，但是，长期以来由于缺乏有效的数据采集手段和分析技术的支持，空间数据的分析处理无法满足科学决策和管理的需要，导致地理学研究在决

2、策管理中的重要价值始终不能得到很好的体现。¾20世纪60年代诞生的地理信息系统(GIS)技术是空间信息采集、管理、分析和表示的工具或技术，地理学理论、知识、分析方法等随着GIS技术的广泛应用而得到重视和发展。¾目前GIs技术的应用已经覆盖了城市管理与规划、生态环境管理和规划、交通规划、森林管理、应急服务、自然风险分析、市场分析、物流管理、公安司法等诸多领域。¾在GIs的应用中，各个领域面临的共同问题是在日益丰富的数据环境中，提供怎样的分析技术来挖掘数据中的规律、提取地理知识促进管理创新和科学决策，是空间分析应当解决和回答的问题。¾发展空间数据分析方法无论是对于地理学的发展还是GIs技术的深人应

3、用都具有重要的意义。空间分析概念空间分析概念空间分析是目的在于提取和传输空间信息。其本质特征包括：①探测空间数据中的模式；②研究空间数据间的关系并建立相应的空间数据模型；③提高适合于所有观察模式处理过程的理解；④改进发生地理空间事件的预测能力和控制能力。空间分析的研究内容空间分析的研究内容¾虽然地理学家应用空间分析(spatialanalysls)方法研究地理问题的历史由来已久，但是空间分析作为一个独立的概念而使用是伴随着GIS技术而出现的。¾空间分析一般包括空间数据操作(spatialdatamanipulation)、空间数据分析(spatlaldataanalysis)、空间统计分析(s

4、patialstatisticalanalysis)、空间建模(spatialmodeling)。¾1)空间数据操作¾一般包括缓冲区分析，包含分析，相交分析，叠加分析，距离、面积、路径计算，以及基于空间关系的空间查询等简单的数据分析功能。GIS的空间分析操作主要基于地理对象的几何特征，对于属性描述则主要表现在可视化的制图方面。¾2)空间数据分析¾一般指对空间数据的描述性和探索性分析技术和方法，是所有空间分析过程中的一个重要步骤，特别是对于规模庞大的数据集，通过将数据图形化或地图化的探索性分析技术，研究数据中潜在的模式、异常等，为后续的分析做准备。¾3)空间统计分析¾空间统计分析的目的是分析空间

5、数据采样的合理性，找出某种属性分布的整体特征和趋势，了解其中的规律，以便科学的对其进行分析和预测。¾4)空间建模¾空间建模是构建模型预测空间过程及结果。例如根据人口分布及服务设施区位分析和选址模型，环境过程中的污染扩散模型、流行病的传播模型等。¾在空间建模中首先实现数据在GIS环境中存储并可视化；然后对数据进行探索性的数据分析；在此基础上通过空间统计方法建立统计模型；¾地理空间目标划分为点、线、面和体四大类要素．考虑到空间目标兼有几何数据和属性数据的描述，因此必须联合几何数据和属性数据进行分析。¾不同的空间数据类型具有各具特色的空间分析方法，GIS空间数据可以划分为矢量数据、栅格数据、三维数据

6、、属性数据等数据类型，相应地，有矢量数据空间分析方法、栅格数据空间分析方法、三维数据空间分析和属性数据空间分析方法等。¾22ArcGISArcGIS空间分析模块和功能空间分析模块和功能ArcGIS功能强大、应用领域非常广泛，在社会公共安全与应急服务、国土资源管理、遥感、智能交通系统建设、水利、电力、石油、国防、公共医疗卫生、电信等方面和领域都有深入的应用。强大的空间分析功能是ArcGIS的特点与核心之一。ArcGIS的空间分析模块（ArcGISSpatialAnalyst）功能的实现主要是基于栅格数据进行的，其可以完成常用的数据转换、分析、统计、分类和显示等功能。ArcGIS9的空间分析功能主

7、要包括于空间分析模块、3D分析模块、地统计分析模块、网络分析模块、跟踪分析模块等之中，如图所示。对于空间分析功能的实现，各模块具有各自的特点和优势。含有空间分析功能的模块空间分3D分地统计网络分跟踪分……析模块析模块模块析模块析模块ArcGIS9功能模块结构图¾空间分析可以直接用软件来实现，如ArcGIS的空间分析模块，Geoda软件、R语言等。用户可以利用这些软件提供的二次开发功能、提供的组件进